A cana-de-açúcar tem elevada importância econômica e agrícola. Bactérias diazotróficas possuem importante papel nos níveis de nitrogênio combinado no solo. Tornando estas bactérias as maiores fontes naturais de nitrogênio reduzido. Os gêneros bacterianos escolhidos são endofíticos, diazotróficos, isolados de cana-de-açúcar. Utilizou-se células de cana-de-açúcar na forma de calo como um modelo da interação bactéria-planta. Os experimentos com misturas bacterianas, avaliaram se dois gêneros seriam capazes de interagir, e nas contribuições às células vegetais. Pseudomonas sp. e Pantoea sp., sofreram inibição do crescimento e Enterobacter sp. foi estimulado. Pseudomonas sp. mostrou ser uma fraca competidora. Quando associadas, a morte de Pseudomonas sp. foi estimulada por Pantoea sp.. Os efeitos do calo na nitrogenase foram observados pontualmente e os no crescimento por períodos maiores. Conteúdos de EROs auxiliaram nos resultados de patogenicidade das linhagens. / The sugarcane has a high economic and agricultural importance. Diazotrophs play an important role in combined nitrogen levels in the soil. Making these bacteria the highest natural sources of reduced nitrogen. The bacterial genera chosen were endophytic diazotroph isolated from sugarcane. Was used cell sugarcane in the form callus as a template of the bacteria-plant interaction. The experiments with bacterial mixtures, evaluated whether two genres would be able to interact, and contributions to plant cells. Pseudomonas sp. and Pantoea sp. suffered growth inhibition and Enterobacter sp. was stimulated. Pseudomonas sp. proved to be a weak competitor. When attached, the death of Pseudomonas sp. was stimulated by Pantoea sp .. The effects of nitrogenase were observed in callus punctually and growth for longer periods. Contents of ROS helped for the pathogenicity of strains.

A cana-de-açúcar tem elevada importância econômica e agrícola. Bactérias diazotróficas possuem importante papel nos níveis de nitrogênio combinado no solo. Tornando estas bactérias as maiores fontes naturais de nitrogênio reduzido. Os gêneros bacterianos escolhidos são endofíticos, diazotróficos, isolados de cana-de-açúcar. Utilizou-se células de cana-de-açúcar na forma de calo como um modelo da interação bactéria-planta. Os experimentos com misturas bacterianas, avaliaram se dois gêneros seriam capazes de interagir, e nas contribuições às células vegetais. Pseudomonas sp. e Pantoea sp., sofreram inibição do crescimento e Enterobacter sp. foi estimulado. Pseudomonas sp. mostrou ser uma fraca competidora. Quando associadas, a morte de Pseudomonas sp. foi estimulada por Pantoea sp.. Os efeitos do calo na nitrogenase foram observados pontualmente e os no crescimento por períodos maiores. Conteúdos de EROs auxiliaram nos resultados de patogenicidade das linhagens. / The sugarcane has a high economic and agricultural importance. Diazotrophs play an important role in combined nitrogen levels in the soil. Making these bacteria the highest natural sources of reduced nitrogen. The bacterial genera chosen were endophytic diazotroph isolated from sugarcane. Was used cell sugarcane in the form callus as a template of the bacteria-plant interaction. The experiments with bacterial mixtures, evaluated whether two genres would be able to interact, and contributions to plant cells. Pseudomonas sp. and Pantoea sp. suffered growth inhibition and Enterobacter sp. was stimulated. Pseudomonas sp. proved to be a weak competitor. When attached, the death of Pseudomonas sp. was stimulated by Pantoea sp .. The effects of nitrogenase were observed in callus punctually and growth for longer periods. Contents of ROS helped for the pathogenicity of strains.

Este é o primeiro relato da presença de bactérias diazotróficas dos gêneros Achromobacter e Zoogloea como endófitas de plantas de trigo, que foram identificadas pela análise das seqüências do DNA ribossomal 16S. Com o objetivo de estudar a localização dos isolados: IAC-AT-8- Azospirillum brasiliense, IAC-HT-11- Achromobacter insolitus, IAC-HT-12- Zoogloea ramigera nas plantas de trigo, foi realizado um experimento em condições axênicas. Após 15 dias da inoculação, as plantas foram observadas em microscópio eletrônico e visualizou-se a presença das bactérias externamente nas raízes e internamente no córtex, na região de alongamento. Para estudar possíveis benefícios propiciados por estes isolados à cultura do trigo em condições de campo, foram instalados dois experimentos no ano de 2002, com dois genótipos de trigo (ITD-19 e IAC-370) e três doses de N. As análises foram realizadas no estádio de quatro folhas e de perfilhamento. A inoculação promoveu maior massa de matéria seca e N acumulado e aumentou a produtividade de grãos, principalmente na presença de adubo nitrogenado adicional, porém, revertendo em lucro para o agricultor. As respostas variaram em relação ao local de cultivo. Em 2003, foi realizado outro experimento muito semelhante aos anteriores, entretanto, as análises foram realizadas no estádio perfilhamento e de maturidade fisiológica. A inoculação promoveu benefícios à cultura do trigo independentemente do genótipo utilizado, ou seja, aumento do N acumulado no grão, com a inoculação do isolado IAC-AT-8, e da produtividade de grãos na maior dose de N, com o isolado IACHT- 11. Os benefícios propiciados às plantas pela inoculação de bactérias diazotróficas podem estar relacionados à capacidade de síntese de fitormônios. Por isso instalou-se um experimento no ano de 2005 com o objetivo de relacionar a capacidade de síntese de indóis com os possíveis benefícios à cultura do trigo em condições de campo. Os isolados diferiram quanto a quantidade de indóis que sintetizaram, entretanto, houve benefícios para a cultura, principalmente com a adição de adubo nitrogenado, demonstrando que outros mecanismos podem ser responsáveis pelas respostas positivas. Assim, foi realizado um experimento em casa de vegetação para estudar a influência da inoculação no metabolismo do nitrogênio das plantas e avaliar a colonização em substrato não esterilizado. Os isolados foram marcados com resistência a antibióticos. Após 40 dias da inoculação todos os isolados estavam presentes no interior das raízes, entretanto, não foram detectados no solo. O isolado IAC-HT-11, influenciou o metabolismo do nitrogênio das plantas, propiciando maior atividade das enzimas redutase do nitrato e sintetase da glutamina, e maior teor de clorofila, resultando no aumento da eficiência de utilização do N. Apesar das respostas terem sido variáveis, em todos os experimentos realizados foram obtidas respostas positivas à inoculação do isolado IAC-HT-11 de Achromobacter insolitus, na presença de adubo nitrogenado adicionado. A inoculação é uma prática não onerosa, portanto, viável economicamente, aumentando a produtividade de grãos e gerando lucro para o agricultor. / This study reports for the first time the endophytic nature of Achromobacter and Zoogloea in wheat plants, that were identified by 16S rDNA gene sequence analyses. To find out the localization of the bacterial cells (IAC-AT-8- Azospirillum brasiliense, IACHT- 11- Achromobacter insolitus, IAC-HT-12- Zoogloea ramigera) in/on wheat plants, an experiment was set up under axenic conditions. Fifteen days after inoculation, the plants were observed under electron microscope. All the strains could be visualized on the external part of the root and in the inner part at the elongation zone, in the cortex cells. Two field experiments were carried out in year of 2002, with the aim of evaluating the benefits from inoculation of these strains in wheat plants, with two wheat genotypes (ITD-19 and IAC-370) and three levels of nitrogen fertilizer. The plants were evaluated at four leaves and at tillering stage. Inoculated plants presented increases in dry matter, N accumulation and grain yield, especially in combination with N fertilizer, generating financial profits for the farmer. The responses to inoculation varied according to the location. A field experiment was carried out, in year of 2003, with the same experimental set up used at the previous year. However, the plants were evaluated at tillering stage and at maturity stage. Grain yield and the main yield components were evaluated at harvest. Independent of the cultivar or the nitrogen dose, plants inoculated with the strain IAC-AT-8 presented increases in grain N accumulation and, at the highest nitrogen dose, the strain IAC-HT-11 increased grain yield. The plants? benefits due to the inoculation of endophytic diazotrophic bacteria may also result from their indole synthesis, a field experiment was carried out to find out which had been the main mechanisms for improvement of plant growth and yield, in 2005. The employed strains produced variable amounts of indoles, however, the inoculation brought benefits to wheat plants, mainly in the presence of added N, demonstrated that others mecanisms could be acting for the positive responses to inoculation. In this way, a greenhouse experiment was carried out with the aim of evaluating the influence of inoculation on nitrogen metabolism in wheat plants, and the colonization in unsterilized substratum. The strains were selectively market with antibiotic resistence to. Forty days after inoculation, all three strains had been established in the interior of the roots, however, they could not be detected in the soil. The strain IAC-HT-11 influenced the N metabolism of the plants, increased the nitrate reductase and glutamine synthetase activities, and the chlorophyll content, causing higher efficiency in N utilization. In spite of the great variability of the inoculation response, IAC-HT-11, Achromobacter insolitus, generated the greatest yield increase when combined with nitrogen fertilizer. Inoculation of diazotrophic bacteria is an inexpensive technique, that is economically sound, promoting the increase in grain yield and generating financial profits for the farmer.

The nitrogen fixing bacteria (NFB) and phosphate solubilizing bacteria (PSB) are used widely for producing of microbiological fertilizers. This study aims to seek nitrogen-fixing and phosphate-solubilizing bacteria strains to add to the collection of candidate strains for producing single and multi-function microbiological fertilizers. From 40 soil samples of 8 fields for cultivating rice, medicinal plants and vegetables, 15 NFB strains and 12 PSB strains were isolated and determined the ability of fixing nitrogen and solubilizing inorganic phosphate compound through creation of NH₄⁺ and PO₄⁻ in culture medium. Among 15 NFB strains, the fixing nitrogen activities of 7 strains were much higher than the remaining strains, including NFBR3, NFBV2, NFBM5, NFBM3, NFBM1, NFBV5 and NFBR2 with NH₄⁺ concentration 18.85 mg/l, 18.41 mg/l, 17.32 mg/l, 16.19 mg/l, 15.49 mg/l, 12.83 mg/l and 12.57 mg/l, respectively Among 12 PSB strains, The ability of solubilizing phosphate of 5 strains were higher than the others, including PSBM2, PSBR1, PSBV1, PSBR5 and PSBR3 with PO₄⁻ concentration 14.49 mg/l, 11.83 mg/l, 11.33 mg/l, 10.65 mg/l, 10.37 mg/l, respectively. 3 NFB strains (NFBR3, NFBV2, NFBM5) and 3 PSB strains (PSBM2, PSBR1, PSBV1) with higher activity were identified by 16S-rDNA sequence analysis and comparing to some homologous sequences in genbank. The results showed that NFBR3 was identified as Azotobacter vinelandii, NFBV2 as Azopirillum brasilense, NFBM5 as Azotobacter chroococum, PSBM2 and PSBV1 as Pseudomonas fluorescens and PSBR1 as Bacillus subtilis. / Vi khuẩn cố định nitơ (NFB) và vi khuẩn phân giải phosphate (PSB) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón vi sinh. Nghiên cứu này nhằm mục đích tìm kiếm các chủng vi khuẩn cố định nitơ và hòa tan phosphate, bổ sung vào bộ sưu tập các chủng dự tuyển cho sản xuất phân bón vi sinh đơn và đa chức năng. Từ 40 mẫu đất của 8 ruộng trồng lúa, cây dược liệu và rau màu, 15 chủng NFB và 12 chủng PSB đã được phân lập và xác định khả năng cố định nitơ và phân giải phosphate vô cơ thông qua sự tạo thành NH₄⁺ và PO₄⁻ trong môi trường nuôi cấy. Trong số 15 chủng NFB, có 7 chủng có hoạt tính cố định nitơ cao hơn những chủng còn lại, bao gồm các chủng NFBR3, NFBV2, NFBM5, NFBM3, NFBM1, NFBV5 và NFBR2 với nồng độ NH₄⁺ lần lượt là 18.85mg/l, 18.41 mg/l, 17.32 mg/l, 16.19 mg/l, 15.49 mg/l, 12.83 mg/l và 12.5 7mg/l. Trong số 12, có 5 chủng có khả năng phân giải phosphate cao hơn những chủng khác, bao gồm chủng PSBM2, PSBR1, PSBV1, PSBR5 và PSBR3 với nồng độ PO₄⁻ lần lượt là 14.49 mg/l, 11.83 mg/l, 11.33 mg/l, 10.65 mg/l và 10.37 mg/l. Các chủng NFB và PSB này đều xuất hiện ơ các mẫu đất trồng lúa, đất trồng cây dược liệu và đất trồng rau màu. 3 chủng NFB và 3 chủng PSB với hoạt tính cố định nitơ và phân giải phosphate cao hơn được định loại bằng phân tích trình tự gen 16S-rDNA và so sánh với một số trình tự tương đồng trong genebank. Kết quả chỉ ra rằng chủng NFBR3 được định danh là Azotobacter vinelandii, chủng NFBV2 là Azopirillum brasilense, chủng NFBM5 là Azotobacter chroococum, chủng PSBM2 và chủng PSBV1 là Pseudomonas fluorescens và chủng PSBR1 là Bacillus subtilis.

Vast amounts of carbon are stored forest soils, a product of decaying organic matter. Increased CO2 in the atmosphere is predicted to lead to increasing global temperatures, and more extreme moisture regimes. Such increases in mean temperature could accelerate the rate of organic matter decay in soils and lead to additional release of CO2 into the atmosphere, thus exacerbating climate change. However, due to its impact on plant metabolism, high atmospheric CO2 concentrations may also lead to greater condensed tannins (CT) and reduced nitrogen (N) content in leaf litter. This reduction in litter quality has the potential to slow decay of organic matter in soil and therefore offset the accelerated decay resulting from a warmer climate. My research aimed to quantify the effects of climate and litter chemistry, specifically CT and N, on litter decay, N mineralization and associated microbes in the field. Strings of litterbags were laid on the forest floor along climate transects of mature Douglas-fir stands of coastal British Columbia rain-shadow forests. In-situ climate was monitored alongside carbon and nitrogen loss over 3.58 years of decay along three transects located at different latitudes, each transect spanning the coastal Western Hemlock and Douglas-fir biogeoclimatic zones. Microbial communities in the decaying litter and in forest soils were also analyzed using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE). Microbial biogeography at field sites was partially influenced by climate, soil characteristics and spatial distance, but did not improve best fit decay models using climate and litter chemistry variables. Litter with greater initial CT and smaller N concentration slowed down early decay (0 - 0.58 yr) and net N mineralization. Warmer temperatures accelerated later decay (0.58 - 3.58 yr) and net N mineralization. Water-soluble CT were rapidly lost during decay, while other forms of CT were likely responsible for slower decay. The composition of fungal communities on decaying litter was affected by initial concentrations of CT and N. On a yearly basis, the slower decay of litter with high CT and reduced N content can offset accelerated rates of decay associated with warmer temperatures. Concurrent shifts in microbial communities and net N mineralization suggest potential benefits to trees. / Graduate / 2017-12-19

A soja, [Glycine max (L.) Merrill] é uma das espécies com maior teor protéico, contendo cerca de 40% de proteína nos grãos. Em conseqüência disso demanda alta quantidade de nitrogênio (N), o qual pode ser suprido pelo processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN), através da simbiose com as bactérias do gênero Bradyrhizobium. No Brasil, a FBN é capaz de suprir toda a demanda de N da cultura da soja, dispensando a aplicação de fertilizantes nitrogenados. No entanto, os caracteres relacionados à FBN não têm sido diretamente considerados em programas de melhoramento genético, em função das dificuldades inerentes às avaliações dos mesmos, que requerem a destruição das plantas. O objetivo deste trabalho foi mapear os locos de caracteres quantitativos (Quantitative Trait Loci: QTLs) dos caracteres relacionados à FBN, visando identificar associações úteis para a seleção assistida por marcadores, bem como obter outras informações sobre a base genética destes caracteres em soja. Uma população composta de 157 F2:7 linhagens endogâmicas recombinantes (Recombinant Inbred Lines RILs), derivada de um cruzamento biparental, foi genotipada com 105 marcadores microssatélites, bem como avaliada para os seguintes caracteres relacionados com a FBN: número de nódulos (NN); peso seco dos nódulos (MNS); peso médio dos nódulos secos (MNS/NN) e peso seco da parte aérea (MPAS). Utilizando o método de mapeamento por intervalo composto para múltiplas características (mCIM) foram mapeados os QTLs para os quatro caracteres. Um mapa genético foi construído com um tamanho estimado em 1.263,2 cM, correspondendo a uma cobertura de 50% do genoma. Oito regiões genômicas foram associadas com os caracteres de FBN. Quatro dessas regiões, localizadas nos grupos de ligação (GL) C1, C2, E e I, foram associadas a mais de um caráter: no GL C1 (Satt190-Satt136) foram mapeados QTLs para MNS, MNS/NN e MPAS; no GL C2 (Satt460-Satt307) foram mapeados QTLs para NN e MNS; no GL E (Satt573-SAtt185) foram mapeados QTLs para MPAS e NN; e no GL I (Satt239-Satt354) foram mapeados QTLs para MNS/NN e NN. A associação dos QTLs nos GL C1, C2 e E foi atribuída à pleiotropia, enquanto que no GL I foi atribuída à ligação gênica. Os QTLs influenciando apenas um caráter foram mapeados nos GL A2, B1, G e L: no GL A2 (Sct067-Satt589) foi mapeado um QTL para MNS/NN; no GL B1 (Satt509-Satt251) foi mapeado um QTL para NN; no GL L (Satt232-Satt418) foi mapeado um QTL para MPAS; e no GL G (Satt394-Satt288) foi mapeado um QTL para MPAS. Os QTLs explicaram, individualmente, muito pouco da variação fenotípica (R2 = 1,2% a 10,0%), sendo o QTL mais significativo mapeado no GL L para MPAS, e explicou 10,0% da variação do caráter, com um efeito aditivo de 0,57 g planta-1. Portanto, foram detectados QTLs em quatro regiões para MPAS (C1, E, G e L), em cinco regiões para NN (B1, C1, C2, E, G); em duas regiões para MNS (C1, C2) e em três regiões para MNS/NN (A2, C1, I) que explicaram 23,0%, 20,0%, 11,8% e 16,0% da variação fenotípica total, respectivamente. Estes resultados estão de acordo com as herdabilidade relativamente baixas dos caracteres (28% a 49%) e refletem a natureza complexa da FBN, que está sob influência ambiental. / Soybeans [Glycine max (L.) Merrill] is a crop with high protein content (about 40%) in the seeds. As a result, the crop demands high nitrogen (N) inputs, which can be supplied by the process of biological nitrogen fixation (BNF), through the symbiosis with bacteria of the genus Bradyrhizobium. In Brazil the BNF allows to fulfill all the demand for N; therefore N fertilizers are not required. However, the traits associated with BNF have not been directly considered in breeding programs due to the difficulties to its evaluation, which require, generally, the plant destruction. The objective of this study was to map Quantitative Trait Loci (QTLs) of traits related to BNF and to identify useful associations for marker-assisted selection, as well as to obtain other information about the genetic basis of these traits in soybeans. A population of 157 F2:7 recombinant inbred lines (RILs), derived from a two-way cross, were genotyped with 105 microsatellite markers as well as evaluated for the following traits related with BNF: number of nodes (NN); nodule dry weight (NDW); mean nodule dry weight (NDW/NN); and shoot dry weight (SDW). Using the composite interval mapping for multiple traits (mCIM) method, the QTLs were mapped for all the traits. A genetic map was constructed with an estimated size of 1,263.2 cM, covering about 50% of the genome. Eight genomic regions were associated with the four traits and four of these regions, located on linkage groups (LG) C1, C2, E and I, were associated with more than one trait: in LG C1 (Satt190-Satt136), QTLs for NDW, NDW/NN and SDW were mapped; in LG C2 (Satt460-Satt307), QTLs for NN and NDW were mapped; in GL E (Satt573-SAtt185), QTLs for SDW and NN were mapped; and in GL I (Satt239-Satt354) QTLs for NDW/NN and NN were mapped. The pleiotropy was attributed to QTL association in the LG C1, C2, and E, whereas genetic linkage was attributed to QTL association in LG I. QTLs affecting only one trait were mapped in LG A2, B1, G and L: in LG A2 (Sct067-Satt589) a QTL was mapped, for NDW/NN; in LG B1 (Satt509-Satt251) a QTL was mapped for NN; in LG L (Satt232-Satt418) a QTL was mapped for SDW; and in LG G (Satt394- Satt288) a QTL was mapped for SDW. The QTLs individually explained very little of the phenotypic variation (R2 = 1.2% to 10.0%), and the most significant QTL was mapped in the LG L, explaining 10.0% of the variation for SDW, with an additive effect of 0.57 g plant-1. Therefore, QTLs in four regions were detected for SDW (C1, E, G, and L), in five regions for NN (B1, C1, C2, E, and G), in two regions for NDW (C1, and C2) and in three regions for SDW/NN (A2, C1, and I), which explained 23.0%, 20.0%, 11.8% and 16.0% of phenotypic variation, respectively. These results are in agreement with the relatively low heritability of the traits (28% to 49%) and reflect the complex nature of BNF traits, which are influenced by the environmental effects.

O presente trabalho estudou as relações entre as taxas de fixação biológica de nitrogênio (FBN), a composição e a diversidade da comunidade de bactérias diazotróficas de vida livre em três compartimentos: solo sob a copa, filosfera e dermosfera de diferentes espécies arbóreas, sendo que dermosfera foi avaliada em apenas duas espécies. As plantas escolhidas foram Euterpe edulis (Palmito juçara) Guapira opposita (Louro-branco) e Merostachys neesii (Bambu) presentes na Floresta Ombrófila Densa (FOD) de terras baixas e montanas do Parque Estadual da Serra do Mar, no Estado de São Paulo Brasil. As taxas de FBN foram estimadas pela técnica de redução de acetileno (ARA) através da relação teórica 3:1, baseada na redução de três moles de acetileno para cada mol de N fixado, e a composição da comunidade bacteriana foi acessada pelo sequenciamento parcial do gene rRNA 16S usando pirossequenciador. Foram encontradas diferenças nas estimativas das taxas de FBN que variaram entre as espécies arbóreas e principalmente entre os substratos. Os testes de comparação de médias indicaram que, nas árvores amostradas, as taxas de FBN aumentaram na ordem: solo sob a projeção da copa, filosfera e dermosfera. A maior FBN foi observada na dermosfera de E. edulis, no PESM-Santa Virginia, durante o verão (630,12±27,28 ng N cm-2 h-1) e a menor FBN no solo de G. opposita PESM-Santa Virginia, também no verão (0,49±0,17 ng N cm-2 h-1). A FBN da serapilheira e do solo não associado com as espécies arbóreas apresentou grande variabilidade espacial nas duas áreas amostradas, mas não apresentou variações sazonais. O pirosequenciamento do gene rRNA 16S mostrou que solo sob a copa, filosfera e dermosfera das espécies arbóreas avaliadas possuem comunidades bacterianas distintas, além destas serem também influenciadas pelo local de amostragem. A comunidade epifítica da dermosfera também foi influenciada pela espécie arbórea. Foram obtidas 423210 sequências que foram agrupadas em 35216 unidades taxonômicas operacionais (UTOs), distribuídas em 32 filos, dentre os quais o mais abundante foi o filo Proteobacteria (36,6%). Dos possíveis diazotróficos observados, o filo Proteobacteria foi dominante nos três compartimentos avaliados, com predomínio da classe Alphaproteobacteria, principalmente na filosfera de M. neesii. A presença de cianobactérias foi maior na dermosfera, e Firmicutes no solo sob a projeção da copa, sugerindo que a comunidade bacteriana é altamente diversificada e tende variar espacialmente. / In this study we estimate the relationship between biological nitrogen fixation (BNF) rates and composition and diversity of free-living diazotrophic bacteria in phyllosphere and soil under the canopy of tree species, Euterpe edulis (Juçara palmito), Guapira opposita (\"Louro-branco\"),and Merostachys neesii (Bamboo) in lowland and montane dense ombrophilous forests (DOFs) at the Serra do Mar State Park, Brazil; bark was also evaluated in the first two tree species. BNF rates were estimated by acetylene reduction activity (ARA) using the 3:1 theoretical ratio, based on the reduction of three acetylene moles per each N mole fixed. Bacterial community composition was evaluated by partial 16S rRNA gene sequencing with a pyrosequencer. Analysis of variance showed highly significant estimated for BNF rates, which widely varied between tree species and especially between substrates. Mean comparison tests indicated that higher BNF rates followed the following order: soil under projected canopy, phyllosphere, and bark, respectively. The highest BNF rate was observed in E. edulis bark(630.12±27.28 ng N cm-2 h-1) and the lowest BNF rate in soil under G. opposita canopy (0.49±0.17 ng N cm-2 h-1), both at the PESMSanta Virginia site in the summer. The BNF in leaf litter and soil unassociated with tree species exhibited high spatial variability in two sampling sites, but this does not indicate a temporal trend in higher BNF rates between winter and summer. Pyrosequencing of the rRNA 16S gene showed that each component of the tree species evaluated harbors a distinct bacterial community. In bark, phyllosphere, and soil the under projected canopy of trees sampled, the results demonstrated influence by sampling site. We also observed that there was influence of tree species on the epiphytic community in bark. The 423, 210sequences obtained were grouped into35,216 operational taxonomic units (OTUs), distributed among 32 phyla, with highest abundance of Proteobacteria (36.6%). Between the possible diazotrophs observed, Proteobacteria was dominant among the three components evaluated, with predominance of the class Alphaproteobacteria, especially in M. neesii phyllosphere. The presence of cyanobacteria was higher in bark and Firmicutes in soil under projected canopy of the trees sampled, suggesting that the bacterial community is highly diverse and tends to spatially vary.

Beijerinckia sp., bactéria de vida livre fixadora de nitrogênio, comumente encontrada em solos tropicais lateríticos. A cianoficina produzida por cianobactérias é a única reserva nitrogenada intracelular descrita até hoje. O presente trabalho teve como principal objetivo verificar o acúmulo de material nitrogenado intracelular associado à Fixação Biológica de Nitrogênio em cinco isolados de Beijerinckia da rizosfera de cana-de-açúcar (Saccharum sp.). Os resultados mostraram um aumento na concentração de proteína celular total concomitantemente a atividade da nitrogenase durante a fase estacionária de todos os isolados. A fixação de nitrogênio durante esta fase sugere que o destino do nitrogênio fixado seriam os grânulos de armazenamento. A análise química desta reserva confirmou a presença de arginina em teor muito elevado em relação aos demais aminoácidos sugerindo uma reserva nitrogenada diferente da cianoficina. Em recombinantes de Escherichia coli confirmou-se um possível gene envolvido no armazenamento de material nitrogenado em Beijerinckia sp. / Beijerinckia sp. bacteria free-living nitrogen-fixing, commonly found in tropical lateritic soils. The cyanophycin produced by cyanobacteria is the only intracellular nitrogen reserve described to date. This study aimed to verify the intracellular buildup of nitrogen associated with Biological Nitrogen Fixation in five Beijerinckia isolated from the rhizosphere of sugarcane (Saccharum sp.). The results showed an increase in total cellular protein concentration concomitantly nitrogenase activity during the stationary phase of all isolates. The nitrogen fixation during this phase suggests that the fate of fixed nitrogen would be the storage granules. Chemical analysis of the reserve confirmed the presence of very high content of arginine in relation to other amino acids suggesting a different reserve of cyanophycin. In recombinant Escherichia coli confirmed a possible gene involved in nitrogen storage material in Beijerinckia sp.

Os manguezais estão localizados na interface entre o continente e o oceano em regiões intertropicais, possuindo condições ambientais únicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e o potencial biotecnológico da comunidade de Pseudomonas spp. em sedimentos de manguezais com diferentes estágios de preservação, no Estado de São Paulo. A diversidade de Pseudomonas spp. foi avaliada por meio da detecção do gene 16S rRNA e do gene gacA de isolados de Pseudomonas, como também por métodos independentes de cultivo. Dos 83 isolados obtidos, 55 foram positivos para o gene gacA. De acordo com as análises de DGGE e da biblioteca de clones, os diferentes manguezais apresentam comunidades de Pseudomonas bem distintas. Entre as espécies caracterizadas, P. nitroreducens e P. fluorescens foram predominantes. Pseudomonas de manguezais halotolerantes produzem AIA, ACC deaminase, NH3, solubilizam fosfato e fixam nitrogênio. Estudos demonstraram o potencial de Pseudomonas para promoção de crescimento de milho e redução dos efeitos do estresse salino sobre a planta. / Mangroves are located at the interface of continent and ocean in intertropical regions, possessing unique environmental conditions. The objective of this study was to evaluate the diversity and biotechnological potential of Pseudomonas spp. community in mangrove sediments under different stages of preservation in the São Paulo state. Pseudomonas spp. diversity was analyzed through the detection of 16S rRNA gene and gacA gene of Pseudomonas isolates, as well as through cultive independent methods. Of the 83 isolates, 55 were positive for gacA gene. According to DGGE and clone library analysis, the different mangroves showed very distinct Pseudomonas communities. Among the characterized species by 16S rRNA gene, P. nitroreducens and P. fluorescens were dominant. Pseudomonas mangrove halotolerant produce IAA, ACC deaminase, NH3, solubilize phosphate and fix nitrogen. Studies demonstrated the potential of Pseudomonas for maize growth promotion and reduce the effects of salt stress on the plant.

Diazotróficos de vida-livre podem ser encontradas associadas à filosfera, dermosfera e rizosfera das espécies vegetais. Alguns dados sugerem que a fixação biológica de N2 (FBN) por bactérias assimbióticas representa uma entrada importante de nitrogênio nos ecossistemas tropicais, variando com as espécies vegetais e nas diferentes partes da planta. O presente trabalho teve como objetivos estimar a quantidade de N2 fixado de forma assimbiótica na filosfera, dermosfera e rizosfera sobre a copa das espécies vegetais Guapira oposita e Euterpe edulis, e avaliar a diversidade das bactérias assimbióticas, através da análise do gene rRNA 16S, em uma Restinga ,em Ubatuba, SP. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba, em épocas de baixa e alta pluviosidade. A atividade da nitrogenase foi determinada pela técnica de redução do acetileno e as concentrações de etileno foram determinadas por cromatografia gasosa. A diversidade de bactérias que habitam filosfera, dermosfera e solo foi acessada por pirosequenciamento da região V4 do gene rRNA 16S. A maior fixação de N foi observada na dermosfera de E. edulis nas duas épocas de coleta (175,1± 53,4 ng cm-2 h-1; 97,2 ± 21 ng cm-2 h-1), as taxas de fixação de N mais baixas foram observadas no solo. Na época de alta pluviosidade, a FBN na filosfera de G. oposita (52,0 ± 12 ng cm-2 h-1) foi significativamente maior do que a filosfera de E. edulis (3,6 ± 06 ng cm-2. h-1) e do que no mesmo compartimento mas em diferentes épocas de coleta (7,5 ± 1,3 ng cm-2 h-1). O valor do 15N foi maior no solo onde a fixação de N foi mais baixa. Na filosfera e na dermosfera, a relação C/N foi mais baixa quando a FBN foi mais alta. A FBN no solo e serrapilheira de restinga apresentou grande variação espacial, com locais de alta atividade. As 188629 sequências obtidas foram agrupadas em 16727 Unidades Taxonômicas Operacionais (UTOs), distribuídos em 35 filos. Os principais filos detectados foram Proteobacteria (38%) e Acidobacteria (12%). As classes Alphaproteobacteria e Gammaproteobacteria foram as mais abundantes nos três compartimentos. Potenciais fixadores de N foram detectados nas classes Alpha Beta e Gammaproteobacteria. A abundância de cianobacterias fixadoras de N na filosfera e na dermosfera foi baixa, indicando que outros diazotróficos também colonizam esses ambientes e contribuem com a FBN. / Free-living N2 fixing bacteria can be found associated with the phyllosphere, bark and rizosphere of the diferent plant species. Some data suggest that biological N2 fixation (BNF) by free-living bacteria represents an important input of nitrogen in tropical ecosystem, varying with the plant species and in different parts of the plant. This study aimed to estimate the amount of N2 fixed in the phyllosphere, bark and soil under the canopy of Guapira opposite and Euterpe edullis, and evaluate the diversity of bacteria through the sequencing of the 16S rRNA gene analysis, the phyllosphere, bark and soil in a Restinga area, Ubatuba, SP. The study was conducted in the Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba in seasons of low and high rainfall. Nitrogenase activity was determined by the acetylene reduction assay (ARA) and ethylene concentrations were determined by gas chromatography. The diversity of bacteria in the phyllosphere, bark and soil was accesed using pyrosequencing of the 16S rRNA V4 region. The bark of Euterpe edullis was higher at both sampling times (175,1±53,4 ng. cm-2. h-1, 97,2±21 ng. cm-2. h-1). The BNF rates were lower in soil. In high rainfall conditions, the BNF in the phyllosphere of Guapira opposite increased significantly (52,0±12 ng. cm-2. h-1) when compared with Euterpe edullis (3,6 ± 06 ng. cm-2. h-1) and Guapira opposite (7,5 ± 1,3 ng. cm-2. h-1) phyllosphere. The value of 15N was higher in the soil where the rates of FBN was lower. In the phyllosphere and bark, C/N was lower when BNF was higher. BNF in soil great spatial variation with areas of high activity. The 18.629 sequences obtained were grouped into 16.727 Operational Taxonomic Units (OTUs) distributed in 35 phyla. The main phyla Proteobacteria represented 38% of the OTUs and Acidobacteria 12% of the UTOs. The classes Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the most abundant in the three compartmens. Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria were the main potential N-fixers. The abundance of nitrogen-fixing Cyanobacteria in the phyllosphere and bark was low, indicating that others diazotrophics also colonize these environments and contribute with BNF.